辽粳436机械穴直播的应用研究

马秀芳邱福林吕桂兰李小婉李跃东

(辽宁省水稻研究所,辽宁 沈阳 110101)

水稻是我国的主要粮食作物之一,移栽是水稻传统的种植方式,但近年来城市化进程的加快、劳动力的转移、以及水资源不足等问题制约了水稻的生产效率和可持续发展[1]。直播稻因具有省工、省力、节本、高效等优点在全国多地被广泛应用,但辽宁稻区直播稻的发展还处于起步阶段,没有大规模的成功种植,产量成为限制其推广的主要因素[2～7]。

水稻生长前期的基本苗及后期的产量构成因素都对最终产量的形成有重要影响。研究表明,在一定范围内,水稻旱直播的产量随着群体基本苗的增加而增加[8～11],并且后期的穗数、每穗实粒数、结实率等因素直接影响籽粒产量[9,12],但有关北方粳稻机械穴直播前期群体和后期产量构成因素对最终产量形成的重要性的相关研究较少。本研究以辽粳436为试材进行了穴距比较试验,采用旱播水长的机械穴直播方式,对前期群体的基本苗,以及后期的大穗数、小穗数、总穗数、穗粒数、结实率和产量进行研究,旨在分析群体及产量构成因素对产量的影响,为提高北方粳稻机械穴直播产量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2018～2019年在辽宁省沈阳市博科种业试验基地进行,每个小区面积0.4 hm2。品种比较试验的供试材料为辽粳436,穴距设4个水平,分别为11 cm、13 cm、15 cm和17 cm,播深1 cm,大垄行距25 cm,小垄行距15 cm。播种机使用河南豪丰生产10行旱播机,穴粒数12粒左右。采用旱播水长管理方式,草害和水肥管理同其他旱直播方式。

1.2 测定内容与方法

于2～3叶期在田间采用等距取样法调查基本苗数,于成熟期调查大穗数(大穗指冠层中的稻穗)和小穗数(小穗指冠层下方穗长短、籽粒不饱满且成熟度差的稻穗),收获后测产,并取样调查每穗粒数和结实率,除产量外,所有性状的数据均转化为每平米数据。

1.3 数据计算与统计方法

运用Microsoft Excel进行数据计算,SPSS进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 穴距处理对辽粳436群体和产量构成因素的影响分析

由表1可知,不同穴距处理间穗苗比、穗粒数和结实率无明显差异,基本苗、 大穗数、小穗数、总穗数和产量存在明显差异,随穴距增加,基本苗、大穗数和总穗数下降。穴距11 cm时产量最高。

2.2 不同穴距处理下辽粳436群体和产量构成因素的相关分析

由表2可知,基本苗与大穗数和总穗数呈极显著正相关,大穗数与小穗数呈极显著负相关,与总穗数呈极显著正相关。结实率与大穗数呈极显著正相关,与小穗数呈极显著负相关。产量与除小穗数和结实率之外的其他所有性状呈显著或极显著相关。

2.3 籽粒重与其他性状的回归分析

利用不同穴距处理下辽粳436的农艺性状指标,建立了产量(y)与基本苗(x1)、穗苗比(x2)、大穗数(x3)、小穗数(x4)、总穗数(x5)、穗粒数(x6)和结实率(x7)的回归模型,引入自变量的显著性水平α=0.05,模型的方差分析结果、以及回归系数和显著性如表3和表4所示。

由表3可知,回归模型的F=6.85,显著性P值为0.03,表明回归方程显著,模型拟合效果较好。

由表4可知,总穗数和穗苗比对产量有重要影响,总穗数为正向影响,穗苗比为负向影响,基本苗、小穗数和穗粒数对产量的影响较小,大穗数为被剔除性状,该线性组合能解释籽粒产量89.2%的总变异。产量关于除大穗数之外其他六个性状的回归方程为:

表 1 不同穴距处理下辽粳436各性状的差异Table 1 Difference of the traits of Liaojing 436 under hill spacing treatments

表 2 不同穴距处理下辽粳436各性状的相关性Table 2 Correlation analysis of traits of Liaojing 436 under hill spacing treatments

表 3 回归模型的方差分析Table 3 Variance analysis of regression model

表 4 回归系数及显著性Table 4 Regression coefficient and significance

r=0.944,决定系数R2=0.892,F值为6.849。

由回归方程可知,穗苗比对籽粒产量有明显的抑制作用,总穗数对产量有促进作用。

3 结论与讨论

机械旱直播条件下,适宜的密度可以优化水稻群体结构,改善内部的光温分布,提高群体的光合物质生产能力,从而提高水稻产量。徐莹莹等的研究表明密度直接影响群体的产量[13]。有研究认为,适度稀植可以平衡旱直播水稻群体源库流的矛盾,从而实现高产[14～15]。本研究发现,穴距11 cm时,辽粳436的产量最高,这与贾维强等的研究结果一致[16]。

段秀建等认为全苗和匀苗是直播稻争足穗、攻大穗,提高群体成穗率的基础[17]。有关寒地粳稻的研究表明,保证足够的基本苗数是旱直播获得高产的重要因素[12]。对杂交籼稻和杂交粳稻的相关研究表明,产量主要由单位面积的有效穗数和结实率决定[18～19]。本研究表明,基本苗与产量呈极显著正相关,且总穗数对产量有促进作用,穗苗比对产量有明显的抑制作用。当其他因素固定时,穗苗比每增减1个单位,对籽粒产量造成的增减幅度远大于其他性状。穗苗比反映了水稻群体的优化程度,适当的穗苗比可以改善群体的通风透光条件,更适合建立合理的植株个体形态与群体结构,有利于获得机械旱直播水稻高产。